CN106011397A - 42CrMo棒料控制水淬火热处理工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种42CrMo棒料控制水淬火热处理工艺方法，采用多个环形喷孔式喷水喷水圈实现工件淬火冷却，多根42CrMo棒料工件连续依次通过所述喷水圈，控制以下参数：水量与工件产量的比为10～40；对淬火时的水压控制在0.1MPa～0.3MPa；对淬火时的水温调节范围控制在30℃～50℃；对淬火时工件的冷却时间调节范围控制在6s～10s；淬火后工件余温控制在150°～250℃。可以替代油淬火和介质淬火，满足汽车电动转向机高精度齿轮的综合性能要求，生产成本低、安全高效、减少环境污染。用于轿车电动转向机齿轮材料42CrMo棒料，连续生产时控制冷却速度和淬火应力变形。

Description

42CrMo棒料控制水淬火热处理工艺方法
技术领域
本发明涉及一种金属热处理工艺，尤其涉及一种42CrMo棒料控制水淬火热处理工艺方法。
背景技术
目前轿车的转向机正从液压助力式向电动式发展。作为轿车电动转向机的执行功能的重要零部件的齿轮，必须能够承受大的、突发性冲击载荷和具有持久的耐磨性以及精确的尺寸精度，这就对齿轮的组织、机械性能、内部应力和直线度等提出了非常苛刻的综合性的要求。为满足高档轿车齿轮的要求，其关键在于对齿轮原材料的热处理工艺过程控制。
42CrMo中碳合金钢是一种常用的调质钢，具有良好的淬透性，调质后具有较高的机械性能和良好的冲击韧性。由于42CrMo材料淬透性高，采用普通水淬火，快速冷却产生的巨大应力容易导致工件开裂，尤其是在一根接一根连续生产的状态下，如不加以控制，更易发生开裂和弯曲。所以，此类材料的调质热处理工艺中的淬火通常采用冷却能力比水低的油淬火或PAG介质淬火。
目前广泛采用的油淬火冷却，其工艺过程成本高、易燃不安全、产生大量的油烟污染了厂区及周边环境。采用淬火介质的淬火冷却，存在成本高、介质老化，连续生产时介质浓度控制困难，造成开裂、性能不合格等质量问题，使用过程中维护保养费时费力。并且在一条生产线加工多种材料产品时，需要配备至少两套冷却循环装置，增加企业负担。
发明内容
本发明的目的是提供一种方便控制冷却速度和淬火应力变形，效率高、成本低、安全、环保的42CrMo棒料控制水淬火热处理工艺方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的42CrMo棒料控制水淬火热处理工艺方法，包括：
采用多个环形喷孔式喷水喷水圈实现工件淬火冷却，多根42CrMo棒料工件连续依次通过所述喷水圈，控制以下参数：
水量与工件产量的比为10～40；
对淬火时的水压控制在0.1MPa～0.3MPa；
对淬火时的水温调节范围控制在30℃～50℃；
对淬火时工件的冷却时间调节范围控制在6s～10s；
淬火后工件余温控制在150°～250℃。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的42CrMo棒料控制水淬火热处理工艺方法，通过控制淬火时的水量、水温、水压、冷却时间和淬火后工件温度，实现42CrMo类中碳合金钢的棒料在连续生产时进行水淬火热处理，替代油淬火和介质淬火，满足汽车电动转向机高精度齿轮的综合性能要求，同时在材料热处理工艺环节降低生产成本、消除火灾等安全隐患、减少环境污染。用于轿车电动转向机齿轮材料42CrMo棒料，连续生产时控制冷却速度和淬火应力变形。
附图说明
图1为本发明实施例中处理后工件的金相组织示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。
本发明的42CrMo棒料控制水淬火热处理工艺方法，其较佳的具体实施方式是：
包括：
采用多个环形喷孔式喷水喷水圈实现工件淬火冷却，多根42CrMo棒料工件连续依次通过所述喷水圈，控制以下参数：
水量与工件产量的比为10～40；
对淬火时的水压控制在0.1MPa～0.3MPa；
对淬火时的水温调节范围控制在30℃～50℃；
对淬火时工件的冷却时间调节范围控制在6s～10s；
淬火后工件余温控制在150°～250℃。
若对42CrMo材料采用水淬火，由于水的冷却能力强，使其处理后的机械性能高，且处理过程成本低、安全可靠、无污染，但也将导致工件产生裂纹和变形。为了解决42CrMo材料水淬火时的产生裂纹和变形，必须对其淬火时的水量、水温、水压、冷却时间和淬火后工件温度进行控制，既控制冷却速度，从而完全替代油淬火和介质淬火，降低生产成本、消除安全隐患、减少环境污染。
本发明的42CrMo棒料控制水淬火热处理工艺方法，通过控制淬火时的水量、水温、水压、冷却时间和淬火后工件温度，实现42CrMo类中碳合金钢的棒料在连续生产时进行水淬火热处理，替代油淬火和介质淬火，满足汽车电动转向机高精度齿轮的综合性能要求，同时在材料热处理工艺环节降低生产成本、消除火灾等安全隐患、减少环境污染。
本发明采用4个环形喷孔式喷水圈实现工件淬火冷却，对淬火时的水量进行有效量化控制，将水量与产量的比作为调节对象，其范围控制在10～40；对淬火时的水压进行有效量化控制，其范围控制在0.1MPa～0.3MPa；对淬火时的水温进行有效量化控制，其调节范围控制在30℃～50℃；对淬火时工件的冷却时间进行控制，其调节范围控制在6s～10s；淬火后工件余温控制在150°～250℃。通过采用环形喷孔喷水的冷却方式，通过控制调节水量、控制调节水压、控制调节水温、控制调节工件的冷却时间和控制淬火后工件温度五种方式，从而控制42CrMo棒料在一根接一根的连续生产状态下进行热处理时的冷却速度，从而替代油淬火和介质淬火。
采用本发明的控制变形水淬火热处理工艺方法的42CrMo棒料机械性能明显提高，同时避免了普通的水淬火时的开裂和变形，满足了轿车齿条对热处理调质工艺苛刻要求，同时在材料热处理工艺过程中降低了生产成本、消除了安全隐患、减少了环境污染。
具体实施例：
以材质为42CrMo直径26mm产量每小时1吨的棒料连续淬火热处理为实施例，对本发明工艺方法加以说明，但本发明不局限于实施例。
采用变频驱动倾斜18度布置的V型辊轮传送棒料，前进速度120-140mm/s，棒料自传速度32rpm，前后棒料首尾相接，匀速通过喷水圈。
为了实现棒料热处理工艺过程可控，采用4个环形喷水圈喷水淬火，喷水圈内径100mm，喷孔直径为3mm，喷射角度为30度。
在每个喷水圈进水管路上安装调节阀门、流量计、水压表，通过智能控制程序控制其喷水冷却过程中分别的量，可以在0.1MPa～0.3MPa的压力范围内调整喷水圈的喷水压力和喷水量，从而分段调节棒料的冷却速度。
在供水池内配置电加热器，可将淬火水温控制在30℃～50℃内范围，从而调节工件的冷却速度。
在喷水圈后加装位置可调的喷风环，用于吹扫裹在棒料表面的残水，通过调整喷风环位置，控制工件通过水的冷却时间在6s～10s范围内。
在喷风环后加装红外测温仪，时时监控淬火冷却后工件温度，通过调节水量、水压、水温、冷却时间控制工件冷却后温度在150℃～220℃范围内，并立即进入回火炉进行回火。
通过对喷水圈的水量、水压和水温进行组合，并控制冷却时间和对淬火后工件温度进行监控调节，实现了42CrMo棒料水淬火时在高温区、中温区和低温区具有“慢、快、慢”的冷却速度特性，从而获得优异的综合性能，同时避免了水淬火时的开裂、并减小了变形。
如图1所示，经过多次试验检测调质工件金相组织、硬度指标全部合格，硬度范围可根据要求控制在±1HRC范围内，金相组织等级可达到1级，多批次大量生产没有淬火开裂现象产生。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种42CrMo棒料控制水淬火热处理工艺方法，其特征在于，包括：
采用多个环形喷孔式喷水喷水圈实现工件淬火冷却，多根42CrMo棒料工件连续依次通过所述喷水圈，控制以下参数：
水量与工件产量的比为10～40；
对淬火时的水压控制在0.1MPa～0.3MPa；
对淬火时的水温调节范围控制在30℃～50℃；
对淬火时工件的冷却时间调节范围控制在6s～10s；
淬火后工件余温控制在150°～250℃。
2.根据权利要求1所述的42CrMo棒料控制水淬火热处理工艺方法，其特征在于，采用变频驱动倾斜18度布置的V型辊轮传送工件，前进速度为120-140mm/s，工件自传速度32rpm，前后工件首尾相接，匀速通过喷水圈。
3.根据权利要求2所述的42CrMo棒料控制水淬火热处理工艺方法，其特征在于，采用4个环形喷孔式喷水圈喷水淬火，喷水圈内径100mm，喷孔直径为3mm，喷射角度为30度。
4.根据权利要求3所述的42CrMo棒料控制水淬火热处理工艺方法，其特征在于，在每个喷水圈的进水管路上安装调节阀门、流量计、水压表，单独控制每个喷水圈的喷水压力和喷水量，实现分段调节工件的冷却速度。
5.根据权利要求4所述的42CrMo棒料控制水淬火热处理工艺方法，其特征在于，在供水池内配置电加热器，实现对淬火水温的控制，从而调节工件的冷却速度。
6.根据权利要求5所述的42CrMo棒料控制水淬火热处理工艺方法，其特征在于，在所述喷水圈的后面加装位置可调的喷风环，用于吹扫裹在棒料表面的残水，通过调整喷风环位置，控制工件通过水的冷却时间。
7.根据权利要求6所述的42CrMo棒料控制水淬火热处理工艺方法，其特征在于，在喷风环的后面加装红外测温仪，实时监控淬火冷却后工件温度，通过调节水量、水压、水温、冷却时间控制工件冷却后的温度，并立即进入回火炉进行回火。
8.根据权利要求1至7任一项所述的42CrMo棒料控制水淬火热处理工艺方法，其特征在于，通过对喷水圈的水量、水压和水温进行组合，并控制冷却时间和对淬火后工件温度进行监控调节，实现了42CrMo棒料水淬火时依次通过高温区、中温区和低温区具有慢、快、慢的冷却速度特性。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113736958A (zh) * 2021-09-15 2021-12-03 临沂业隆通用机械有限公司 利用喷冷提高淬透性的方法及其加工设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101886164A (zh) * 2009-05-13 2010-11-17 天津市天瑞硬化工程有限公司 齿轮的感应加热受控淬火技术与机床
CN103103333A (zh) * 2013-01-28 2013-05-15 临沂业隆通用机械有限公司 销轴中频调质热处理工艺及其专用设备
CN104439933A (zh) * 2014-11-05 2015-03-25 太原科技大学 一种提高大口径碳钢铸辗法兰件性能的工艺方法
CN105331792A (zh) * 2015-10-21 2016-02-17 第一拖拉机股份有限公司 一种用于低速大扭矩驱动轮轴的淬火感应器及尺寸确定方法
CN205133684U (zh) * 2015-11-17 2016-04-06 长春北特汽车零部件有限公司 一种轿车齿条齿轮水淬火冷却装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101886164A (zh) * 2009-05-13 2010-11-17 天津市天瑞硬化工程有限公司 齿轮的感应加热受控淬火技术与机床
CN103103333A (zh) * 2013-01-28 2013-05-15 临沂业隆通用机械有限公司 销轴中频调质热处理工艺及其专用设备
CN104439933A (zh) * 2014-11-05 2015-03-25 太原科技大学 一种提高大口径碳钢铸辗法兰件性能的工艺方法
CN105331792A (zh) * 2015-10-21 2016-02-17 第一拖拉机股份有限公司 一种用于低速大扭矩驱动轮轴的淬火感应器及尺寸确定方法
CN205133684U (zh) * 2015-11-17 2016-04-06 长春北特汽车零部件有限公司 一种轿车齿条齿轮水淬火冷却装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113736958A (zh) * 2021-09-15 2021-12-03 临沂业隆通用机械有限公司 利用喷冷提高淬透性的方法及其加工设备

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